中国西南天山及邻区大地构造研究

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比斯开等还认为 在阔克沙勒地区还有另一次 拉张作用的高潮 证据如下 在早古生代的灰岩之 上存在沉积间断 之上覆盖着粗砾岩 角砾岩和酸 性火山岩 夹条带状灰岩 称雅满苏岩系 火山岩 的特点是高碱 高钾 K2O 4.84%~6.74% Na2O 0.93%~1.54 % , 厚 300 m 向上为沉积间断 然 后覆盖着杂色砂岩 砾岩 有粗大的交错层 代表 山前洪积相 但有海相夹层 厚 880 m 再向上是 灰岩和白云岩 含早泥盆世晚期到中泥盆世的珊瑚 和苔藓虫 比斯开认为 雅满苏岩系的时代最可能 是晚志留世到早泥盆世 这样 由阿兰苏依岩系和 卡拉莫伊诺克岩系所代表的塔里木陆缘裂谷的发育 与罗丁尼亚古陆的解体和南天山洋的开始张开相 关 而由雅满苏岩系所代表的拉张作用的另一次高 潮则与南天山古洋的新一轮扩张相关 这样 阔克 沙勒地区研究的结果似乎也支持前述布尔特曼的两 阶段俯冲模式 1.3 新元古代晚期 早古生代吉尔吉斯洋的确认
这是西部邻区天山研究中的最重要进展之一 以前 前苏联学者一般不认为在北 中天山之间发 育有蛇绿岩 只有马卡雷切夫等少数学者提出过这 里分布着两条互相平行的蛇绿岩带 称为肯科里 东帖尔斯克伊和松克尔 阿舒杜勒克蛇绿岩带[6]
19卷 第1期
何国琦等 中国西南天山及邻区大地构造研究
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但对蛇绿岩带的产状和时代并无深入研究 他们的 意见也未得到公认 此后 莫斯科大学教授拉米兹 等[7]经过长期研究后认为 中 北天山之间确实发 育有蛇绿岩 但根带只有一条 位于中 北天山的 界线 即尼古拉耶夫线 他认为并不存在两条蛇 绿岩带 拉米兹等建议称之为吉尔吉斯 帖尔斯克 伊蛇绿岩带 该蛇绿岩带组分齐全 但各组分之间 都是构造关系 少数情况下两种组分之间保持原来 的接触关系 根据与玄武岩伴生的硅质岩中的放射 虫 牙形石和藻类等 确定蛇绿岩的时代为寒武纪 在卡拉卡特脊 松克尔湖的东北 发现蛇绿岩岩 片中夹有中奥陶统钙碱性玄武岩 安山玄武岩岩 片 还发现蛇绿岩岩片推覆在里菲纪大理岩化灰岩 之上 大理岩化灰岩是前寒武纪地块的盖层 在这 里以原地形式产出 此外 发现有众多的蛇绿岩片 散布在北天山南北宽 30∗80 km 的带内 但并不沿 着特定的构造带分布 在多数情况下 是推覆到原 地产出的奥陶系类复理石组合之上 正是根据上述 事实 拉米兹等提出 吉尔吉斯 帖尔斯克伊散布 的蛇绿岩是异地产状 其根带在中 北天山之间 关于古洋的演化阶段问题 拉米兹认为 北天山蛇 绿岩时代的新资料证明它是寒武纪的 然而 拉米 兹等发现 在该研究区有寒武纪的岛弧 因此 他 们进一步推测 寒武纪时的古洋已不处在拉张的早 期阶段了 这样 最合理的推测是 古洋的张开始 于里菲纪晚期 文德纪继续发展 寒武纪早期已开 始有俯冲带和伴生的初始岛弧了 拉米兹等认为 古洋的发育可划为两个阶段 从大陆裂谷扩张到 成熟阶段 大约是从晚里菲纪到早奥陶世早期 在 此阶段的后期 扩张与消减并存 相对短暂的古 洋收缩阶段 只包括早奥陶世后期 中奥陶世前期
第 19 卷 第 1 期 Vol.19 No.1
文章编号 1000-8845 2001 01-007-05
新疆地质
XINJIANG GEOLOGY
中图分类号 P542+4 P544+.4
2001 年 3 月 Mar.2001
文献标识码 A
中国西南天山及邻区大地构造研究
何国琦 李茂松 韩宝福
北京大学地质学系 北京 100871
卡拉莫依诺克岩系 与阿兰苏依岩系是构造接 触 由红褐色 淡紫色和绿色的复矿砂岩 较少的 粉砂岩和细砾岩组成 有酸性火山物质混入 岩系 上部有透镜状类冰碛岩 顶部有含核形石白云质 泥质灰岩 5~10 m 还有高铁的泥岩 出露厚度 300 m 核形石组合指示文德纪的时代 再向上 过渡为各类灰岩 含藻类和无绞纲腕足类
综合以上关于邻区天山 特别是南天山 研究 的最新进展 我们认为 在探讨我国南天山的大地 构造位置和内部构造单元划分时 有以下 5 个问题 值得特别注意
1 关于中国南天山在晚古生代板块构造划 分中的位置 如前所述 如果将伊犁地块作为塔里 木板块的 1 个次级构造单元 将塔里木板块和哈萨 克斯坦板块之间的界线划在艾比湖 头苏泉 或艾 比湖 康古尔塔格 断裂带处 那么 南天山将是 塔里木板块内部的另一个次级构造单元 具有弧后 盆地的性质 但是 艾比湖 头苏泉带向西是沿 NW 方向延伸 经巴尔喀什湖与中哈萨克斯坦断裂带相 连 而伊犁地块向西 是经伊塞克地块 木云库姆 地块等与中哈萨克斯坦的乌鲁套 科克切塔夫地块 相连 所有这些地块一起 共同构成哈萨克斯坦 北天山古陆 是哈萨克斯坦 准噶尔板块的重要组 成部分 这样 伊犁地块应是哈萨克斯坦 北天山 古陆的一部分 而不曾是塔里木古陆的组成部分 此外 按照上述新疆与邻区构造连接方案 北天 山洋 向西延 离开南天山古洋已越来越远 因此 南天山古洋也就不大可能是 北天山洋 向南俯冲 而形成的弧后盆地
1 中国西南天山邻区研究的新进展
东阿赖 泽拉夫善等山系 而所谓的哈萨克斯坦 吉尔吉斯古陆块不仅包括了哈萨克斯坦和北 中天
1.1 关于邻区南天山的研究简况 中国西南天山向西延伸 就是境外的南天山山
系 边境地区有汗腾格里峰和位于其南的胜利峰 这一带是天山最为高耸险峻的地段 并被大面积的 冰川覆盖
传统上 在南天山建立了多条构造-岩相带 其间被边界深大断裂所分割 1970 年代以后 随 着板块构造模式在研究中的运用 逐渐明确了在南 天山构造中起主要作用的是推覆体 但对于推覆距 离和推覆体根带的位置有不同的认识 其中布尔特 曼 1 所建立的模式影响较大
阔克沙勒岭东段是一个难于到达的地区 原来 只有路线地质资料 但因紧邻我国边境而值得我国 学者的关注 近来通过对该区中比例尺和局部大比 例尺的地质填图工作 有了以下重要发现 图 1 在该区的南部发现了变质组合的露头 前人称之为 乔洛克托尔群 认为是塔里木盆地的基底 这里未 出露与古生代地层的接触关系 其现代的构造表现 是向北逆冲的两个岩片 被阔克沙勒组的花岗岩所 侵入 乔洛克托尔群以暗色 细条带状黑云石英岩 二云母糜棱岩化片岩为主 有时含石榴石 较少见 到细眼球状黑云片麻岩 有石英和长石的析出 偶 夹大理岩层 厚 30∗120 m 乔洛克托尔群的出露 厚度 2 500 m 该群呈 NE 向窄带状延伸 出露在 研究区的最南部 据比斯开 乔洛克托尔群 1 950 Ma
佐年善等建立的推覆构造演化时间框架是 推 覆构造开始于早石炭世末期 巴什吉尔 早莫斯科 期到处发育的复理石和滑混岩 标志着推覆构造的 高峰期 推覆构造结束和背形 向形发育可根据二 叠纪磨拉石和早二叠世花岗岩类的发育来判断[2]
从 1976 年初步建立南天山板块构造演化模式 以来 布尔特曼在近 30 年来一直未间断对南天山 的研究 1998 年 他在对南天山洋 即他所称突 厥斯坦洋 两侧的泥盆纪古地磁作了研究后 又发 表了对该古洋演化的新总结[3] 其要点是 ≠ 关于 南天山两侧古陆的新称谓 布尔特曼提出 南天山 南侧是塔里木 阿赖古陆块 北侧是哈萨克斯坦 吉尔吉斯古陆块 这里 前一个古陆块包括了塔里 木古陆及其陆缘区 中国境外的塔里木陆缘区涵盖 了前人所谓的南天山冒地槽带广大区域 如阿赖
图 1 阔克沙勒岭东段地质构造略图 Fig.1 Tectonic sketch map of Eastern
Kuokeshale Mountain
1.吉尔吉斯 哈萨克斯坦古陆 2.a 塔里木古陆盖层区 b 塔 里木古陆基底 3.南天山下构造岩片 D-P 4.南天山上构造岩片 SD 5.晚远古代花岗岩类和正长岩类岩体 6.蛇绿岩 7.逆冲推覆断裂
上是 阿兰苏依岩系 为硅质岩-玄武岩 底部是玄
武质熔岩及其凝灰岩 碧玉岩和碎屑灰岩 向上玄 武岩减少 渐以黑色和红色的硅质灰岩为主 上部 是绿色和红色的凝灰砂岩和凝灰角砾岩 夹硅质岩 层和细碧岩层 6 个玄武岩岩石化学分析的平均结 果是 TiO2 1.53%~4.30% P2O5 < 0.97 % K2O+ Na2O 3.25%~7.14%,其中 K2O<2.90%,Al2O312.90% ~15.94 % 阿兰苏依系中除基性火山岩外 还有酸 性熔岩及其凝灰岩 以流纹岩为主 英安岩较少 本岩系明显的双峰结构和玄武岩岩石化学特征显 示 岩系是陆缘裂谷环境的产物 根据对比 认为 时代可能与库鲁克塔格的震旦纪玄武岩相当 也可 能与阿克苏群对比 出露厚度 2 000∗2 500 m
基金项目 国家 305 项目 969150402 资助
收稿日期 2000-11-15 修订日期 2000-12-07 第一作者简介 何国琦 1934- ,男,浙江余姚人 教授 博士生导师 1963 年毕业于莫斯科大学 获地质矿物学副博士 从事构造和矿床研 究
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新疆地质
2001 年
别里套 库拉明 马萨科夫斯基[4]认为该火山 岩系是岛弧环境的产物 …南天山洋两个阶段的俯 冲模式是近年提出的认识 值得注意 1.2 邻区南天山 阔克沙勒岭东段研究新进展
山 而且还包括其南缘于晚奥陶世 中古生代通过 复杂的洋陆之间的相互作用而增生的部分 布尔特 曼认为增生的环境是硅铝壳上岛弧 ≡ 布尔特曼新 提出一个两阶段俯冲模式 南天山洋在奥陶纪 早 中泥盆世阶段有向北的持续俯冲作用 晚泥盆世 早石炭世晚期是俯冲的间断期 延续达 50 Ma 在 早 晚石炭世之交 恢复俯冲作用 在约 25 Ma 时 间内完成了俯冲作用 但此后存在残留洋 一直到 早二叠世 ≈ 布尔特曼对南天山古洋两侧的泥盆 纪地层进行了古地磁研究 结合前人古地磁研究成 果 他得出了以下两点认识 晚泥盆世时 吉尔吉 斯古陆块的长轴为 NNE 走向 泥盆纪时的经纬度 方向 阿莱 塔里木古陆块长轴方向为 NS 向 吉尔吉斯古陆块的南部 晚泥盆世时位于北纬 23° 阿莱 塔里木古陆块位在北纬 8° 但因为晚泥盆世 时两个古陆块的长轴都近于经向 所以不能根据古 纬度判断古洋的宽度 布尔特曼根据南天山洋消减 作用延续的时间和估计的消减速率 认为晚泥盆世 时 南天山洋的宽度有 2 500 km
8.走滑断裂 9.新近系 第Βιβλιοθήκη Baidu系
的铅同位素年龄数据可靠性较差 因为提供该数据 者对锆石矿物的世代未做研究 但如果暂时接受此 数据 则该群可与我国的木扎尔特片麻岩 兴地塔 格群等相对比
变质组合之上是属于塔里木地块的盖层 盖层 中较年青的岩系分布在吉 中边界地区的阔克沙勒 山南坡和山脊地带 盖层的下部因构造和动力变 质 剖面的恢复有一定难度 沿阿兰苏依河自下而
这样 对于我国境外南天山总体构造较流行的 认识可概括为 ≠ 南天山古洋从奥陶纪开始发育 早泥盆世中脊型玄武岩说明扩张作用一直延续到中 泥盆世 ≡ 从奥陶纪到中泥盆世 一直是南部为被 动陆缘和北部为活动陆缘的格局 变质带是俯冲作 用的产物 位于古洋的北缘 ≈ 晚泥盆世 早石炭 世钙碱系列火山岩只在谢尔普霍夫 巴什吉尔发育
摘 要 根据区域构造判断 邻区新确立的吉尔吉斯 帖尔斯克伊古洋及其伴生的陆缘向东延到了中国的西南天 山 它应从比依克 那拉提山的北缘通过 从晚里菲纪到早奥陶世早期 是该古洋从裂谷发育到成熟大洋的时期 这与罗丁尼亚 Rodinia 超大陆的解体时期相当 而由阿兰苏依岩系代表的塔里木陆缘裂解和南天山古洋开始 发生的时期看 也与罗丁尼亚超大陆的解体时期大体相当 文中简述了邻区南天山研究的历史和近年取得的新认 识 基于作者对我国西南天山的认识和参考邻区南天山的新资料 建议将哈萨克斯坦 准噶尔板块和塔里木板块 的界线划在中天山的南缘 关键词 新疆 西南天山 邻区 大地构造
阿连尼克阶和卡拉道克阶 在以上两个阶段之 间的特马德克末期至阿连尼克早期 发生了岩石组 合性质和构造体制的剧烈改变 并发育了大量的花 岗岩类和区域性的角度不整合
吉尔吉斯 帖尔斯克伊古洋虽不一定与我国西 南天山范围内的古洋直接相连 但它在我国境内可 能的延伸部分紧邻西南天山构造带 因此 在我国 西南天山研究中不能不考虑到它的影响 1.4 邻区新资料对认识中国西南天山的启示
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